富士工業(yè)防爆型在線超聲波液體濃度計(jì)

一、產(chǎn)品概述

二、工作原理

1. 超聲波傳播速度與濃度關(guān)系
• 超聲波在液體中的傳播速度會(huì)受到液體成分和濃度的影響。當(dāng)液體濃度發(fā)生變化時(shí)，超聲波在其中的傳播速度也會(huì)相應(yīng)改變。濃度計(jì)通過發(fā)射一定頻率的超聲波信號(hào)，測(cè)量其在液體中的傳播時(shí)間，然后根據(jù)已知的液體成分和濃度與超聲波傳播速度之間的關(guān)系模型，計(jì)算出液體的濃度。
• 例如，在測(cè)量硫酸溶液濃度時(shí)，隨著硫酸濃度的升高，超聲波在硫酸溶液中的傳播速度會(huì)呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。通過預(yù)先建立的硫酸濃度 - 超聲波傳播速度曲線，就可以根據(jù)測(cè)量到的傳播速度準(zhǔn)確地確定硫酸溶液的濃度。
2. 超聲波衰減與濃度關(guān)系
• 超聲波在液體中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生衰減，其衰減程度也與液體的濃度有關(guān)。對(duì)于某些液體，衰減系數(shù)會(huì)隨著濃度的增加而增大。濃度計(jì)可以測(cè)量超聲波在液體中的衰減程度，結(jié)合液體的衰減特性曲線，從而計(jì)算出液體的濃度。
• 比如在測(cè)量含有懸浮顆粒的液體濃度時(shí)，懸浮顆粒會(huì)對(duì)超聲波產(chǎn)生散射和吸收作用，導(dǎo)致超聲波衰減。通過測(cè)量這種衰減情況，可以推算出懸浮顆粒的濃度，進(jìn)而確定液體的整體濃度。

三、主要特點(diǎn)

1. 防爆性能
• 該濃度計(jì)符合國(guó)際和國(guó)內(nèi)的防爆標(biāo)準(zhǔn)，如 IECEx、ATEX 或國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)等。其外殼采用特殊的防爆材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠承受內(nèi)部可能發(fā)生的爆炸壓力，并且防止內(nèi)部的火花、電弧等引燃外部危險(xiǎn)環(huán)境中的可燃性氣體或粉塵。例如，在石油煉制過程中，設(shè)備周圍可能存在大量的易燃易爆氣體，富士工業(yè)防爆型在線超聲波液體濃度計(jì)可以在這種環(huán)境下安全運(yùn)行，不會(huì)引發(fā)爆炸事故。
2. 高精度測(cè)量
• 采用先進(jìn)的超聲波傳感器和信號(hào)處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的濃度測(cè)量。其測(cè)量精度通常可以達(dá)到 ±0.1% - ±0.5%（具體精度因液體類型和測(cè)量范圍而異）。對(duì)于一些對(duì)濃度控制要求嚴(yán)格的化工生產(chǎn)過程，如精細(xì)化工中的原料配比控制，這種高精度的濃度計(jì)可以有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3. 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)
• 可以安裝在管道或容器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體濃度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。與傳統(tǒng)的取樣分析方法相比，它能夠及時(shí)反映液體濃度的變化情況，為生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。例如，在食品飲料行業(yè)的糖漿調(diào)配過程中，通過在線濃度計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控糖漿的濃度，確保產(chǎn)品口味的一致性。
4. 多種測(cè)量范圍和適應(yīng)性
• 富士工業(yè)防爆型在線超聲波液體濃度計(jì)具有多種測(cè)量范圍可供選擇，能夠適應(yīng)不同濃度的液體測(cè)量需求。它可以測(cè)量從低濃度的水溶液到高濃度的漿料等多種液體。并且對(duì)于不同的液體成分，如酸、堿、鹽溶液、有機(jī)溶劑等，通過調(diào)整測(cè)量參數(shù)和采用合適的傳感器材料，都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的濃度測(cè)量。
5. 易于安裝和維護(hù)
• 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，安裝方便。它可以通過法蘭、螺紋等方式安裝在管道或容器上，不需要復(fù)雜的安裝流程。同時(shí)，其傳感器部分通常采用可拆卸設(shè)計(jì)，便于清洗和維護(hù)。例如，在造紙行業(yè)的黑液濃度測(cè)量中，黑液含有大量的木質(zhì)素等雜質(zhì)，容易在傳感器表面沉積，這種可拆卸的傳感器設(shè)計(jì)方便了定期清洗，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

四、技術(shù)參數(shù)

1. 測(cè)量范圍
• 濃度范圍：0 - 100%（具體范圍因液體類型而定，如對(duì)于硫酸溶液，測(cè)量范圍可能是 0 - 98%；對(duì)于酒精溶液，測(cè)量范圍可能是 0 - 100%）。
• 溫度范圍：一般為 - 20℃ - 150℃（不同型號(hào)可能會(huì)有差異，有些特殊型號(hào)可以適應(yīng)更高的溫度環(huán)境，如在一些高溫化工反應(yīng)釜中的液體濃度測(cè)量）。
2. 精度
• 濃度精度：±0.1% - ±0.5%（根據(jù)液體類型和測(cè)量范圍確定，對(duì)于高精度要求的液體，如電子化學(xué)品中的高純度溶液，精度可以達(dá)到 ±0.1%）。
• 溫度精度：±0.5℃（溫度測(cè)量對(duì)于濃度計(jì)算很重要，因?yàn)闇囟葧?huì)影響超聲波的傳播特性）。
3. 輸出信號(hào)
• 模擬輸出：4 - 20mA（用于與工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)連接，如 PLC、DCS 等，將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，方便控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理）。
• 數(shù)字輸出：RS - 485、Profibus - DP 等（可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，便于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和分析）。
4. 電源
• 電源電壓：24V DC（這種電源電壓適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的供電環(huán)境，保證了濃度計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行）。
5. 防爆等級(jí)
• 防爆等級(jí)：Ex d IIC T6（表示該設(shè)備適用于含有 IIC 類爆炸性氣體環(huán)境，溫度組別為 T6，即設(shè)備表面溫度不會(huì)超過 85℃，能夠有效防止點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體）。

五、應(yīng)用案例

1. 石油化工行業(yè)
• 在石油煉制過程中，用于監(jiān)測(cè)原油蒸餾過程中不同餾分的濃度。例如，在分餾塔中，通過在線超聲波液體濃度計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽油、煤油、柴油等餾分的濃度，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在石油添加劑的生產(chǎn)過程中，如潤(rùn)滑油添加劑的調(diào)配，濃度計(jì)可以精確控制添加劑的濃度，保證潤(rùn)滑油的性能。
2. 制藥行業(yè)
• 在藥品生產(chǎn)過程中，如抗生素發(fā)酵液的濃度監(jiān)測(cè)。通過濃度計(jì)可以實(shí)時(shí)了解發(fā)酵液中有效成分的濃度變化，及時(shí)調(diào)整發(fā)酵條件，提高藥品產(chǎn)量和質(zhì)量。另外，在藥品的配液過程中，如注射液的配制，濃度計(jì)能夠保證藥液濃度的準(zhǔn)確性，符合藥品生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。
3. 食品飲料行業(yè)
• 在飲料生產(chǎn)中，用于監(jiān)測(cè)糖漿、果汁等液體的濃度。例如，在碳酸飲料生產(chǎn)過程中，通過濃度計(jì)可以精確控制糖漿和二氧化碳水溶液的濃度，保證飲料的口感和品質(zhì)。在啤酒生產(chǎn)中，監(jiān)測(cè)麥汁的濃度對(duì)于啤酒的發(fā)酵過程和最終產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要，富士工業(yè)防爆型在線超聲波液體濃度計(jì)可以很好地完成這一任務(wù)。
4. 造紙行業(yè)
• 用于監(jiān)測(cè)造紙黑液的濃度。黑液濃度的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于造紙過程的化學(xué)品回收和能源利用非常重要。通過在線濃度計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控黑液濃度，優(yōu)化黑液的蒸發(fā)和燃燒過程，提高造紙廠的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保性能。

六、安裝與維護(hù)

1. 安裝注意事項(xiàng)
• 安裝位置應(yīng)選擇在液體流動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)氣泡和雜質(zhì)沉積的地方。如果安裝在管道上，應(yīng)避免安裝在管道的彎曲處或有強(qiáng)烈振動(dòng)的區(qū)域。例如，在安裝于液體輸送管道時(shí)，應(yīng)選擇直線段，并且距離泵的出口有一定距離，以減少泵的脈動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響。
• 確保傳感器與液體充分接觸，安裝時(shí)要按照說明書要求進(jìn)行密封處理，防止液體泄漏。對(duì)于一些腐蝕性液體，要選擇合適的密封材料，如耐腐蝕的 O 型圈等。
• 電源和信號(hào)線的連接要符合防爆要求，避免電氣火花引發(fā)危險(xiǎn)。在防爆環(huán)境中，所有的電氣連接都應(yīng)該采用防爆接線盒，并且按照規(guī)定的布線方式進(jìn)行敷設(shè)。
2. 維護(hù)要點(diǎn)
• 定期檢查傳感器表面是否有污垢或沉積物，如有應(yīng)及時(shí)清洗。對(duì)于一些容易結(jié)垢的液體，如含有鈣、鎂離子的硬水溶液，可以采用定期酸洗或超聲波清洗的方法來清潔傳感器。
• 檢查防爆外殼的完整性，包括防爆螺栓的緊固情況、防爆間隙是否符合要求等。如果發(fā)現(xiàn)防爆外殼有損壞或變形，應(yīng)及時(shí)更換或修復(fù)。
• 定期校準(zhǔn)濃度計(jì)，一般建議每 3 - 6 個(gè)月進(jìn)行一次校準(zhǔn)（具體校準(zhǔn)周期根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境和液體類型確定）。校準(zhǔn)時(shí)可以采用標(biāo)準(zhǔn)的液體樣品，通過與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)比來校準(zhǔn)濃度計(jì)的測(cè)量精度。